缓和曲线参数及长度选取的若干问题.docx

缓和曲线参数及长度选取的若干问题李晋安(晋中公路分局,山西晋中030600)摘要:阐述了决定缓和曲线的主要因素,指出了缓和曲线(参数、长度)的选取和实际应用。关键词:缓和曲线;参数;长度;选取;应用中图分类号:U412.34文献标识码:B文章编号:100623528(2003)0520018202现行的《公路路线设计规范》对缓和曲线的应用给出了相应的规定,但实际使用中,总存在着因掌握的尺度不同而使用是否得当的问题。目前在公路线形设计中,对缓和曲线长度的采用存在着几种不同的情况:①只采用《公路工程技术标准》规定的最小缓和曲线长度;②考虑视觉需要而采用R?9的缓和曲线长度;③忽略地形、地物等实际情况,而采用过长的缓和曲线,从而增大了工程量,提高了造价;④由于采用过长的缓和曲线而将圆曲线半径缩小等等。为使汽车驾驶员和乘客都感到舒适,日本规定曲线上的离心加速度变化率:高速公路为0.3m?s3(推荐值)及0.5m?s3(绝对最大值),设计速度为60km?h以下的一般匝道及主要地方道路为0.6m?s3,山岭区及其他特殊地区为0.75m?s3及0.775m?s3,我国在制定缓和曲线标准时,一般将离心加速度的变化率取值控制在0.5m?s3—0.6m?s3范围内。由缓和曲线长度条件知:其长度与行车速度成正比,与平曲线半径成反比,即平曲线半径越小,缓和曲线愈长。1.2路线超高缓和的需要缓和曲线的长度,最低限度不超过超高允许的最大渐变率,当圆曲线按规定设置超高时,回旋线长度应大于超高过渡段的长度。我国现行《公路路线设计规范》规定:Lc=B×?i?Θ为长度条件,代入R·Ls=A2,得:A=(R?Θ)·B·?i为参数条件,式中:Lc——超高缓和段长度,m;1最小缓和曲线(参数、长度)的确定决定缓和曲线的因素主要有以下几个方面。1.1汽车行驶力学上的需要曲率缓和所需要的最基本条件是将离心加速度的变化率控制在一定的数值内。设v为行驶速度(m?s);Ls为缓和长度(m);R为曲线半径(m);t为汽车在缓和曲线上行驶的时间(s)。则:离心加速度的变化率as=v2?R∵t=Ls?v,t(m?s3),——旋转轴至行车道(设路缘带时为路缘带)外侧边缘的宽度,m;?i——超高坡度与路拱度的代数差,%;Θ——超高渐变率。超高渐变率随行车速度的加大而变小,即速度越高超高渐变率愈小,速度越低超高渐变率愈大。当超高渐变率确定以后,超高越大缓和曲线愈长,而其长度与平曲线半径成反比,即平曲线半径越小,缓和曲线愈长。B∴代入上式得as=v3?RLs=式中:v——设计速度,km?h。(v?3.6)3?RLs,故Ls=(v?3.6)3?Ras为长度条件。∵A2=R·Ls,∴A=(R·Ls)1?2=数条件。((1?as)×(v?3.6)3)1?2为参as称为缓和系数(m?s3),是检验缓和曲线缓和性的指标。收稿日期:2003205226作者简介:李晋安(1958-),男,山西长治人,科长,工程师,1978年山西省交通学校毕业,1997年上海同济大学毕业。2003年第5期李晋安:缓和曲线参数及长度选取的若干问题·19·1.3驾驶员操作上的需要驾驶员操作汽车转向盘需要一定的时间,我国《公路工程技术标准》按计算行车速度3s行程距离确定缓和曲线最小长度。对于计算行车速度为100km?h的高速公路,平曲线极限半径400m处采用《公路工程技术标准》规定的最小缓和曲线长度85m,以致该处超高渐变率达到1?88.5,比《公路路线设计规范》规定的1?175增大了近一倍。因此在采用最小缓和曲线长度时,除标准规定的最小长度外,还需与离心加速度变化率和超高缓和率等所需长度进行核算,采用最小长度的控制数值。同样对于计算行车速度为100km?h的高速公路,当平曲线半径为1300m—4000m时受标准中规定的最小缓和曲线长度85m的控制;当平曲线半径小于1300m—4000m时,均受超高缓和率所需最小缓和曲线长度的控制。丘陵地形在设计高速公路时,如考虑视觉和线形美学需要而采用R?9的缓和曲线长度,将导致3000m以下的现曲线半径缓和曲线长度不足,而且相差较多,对视觉和线形美学起不到多大的诱导作用。当平曲线半径R为250m时,采用R?9的缓和曲线长度仅28m,按R?3≤A≤R的视觉条件式,缓和曲线长度应为136m,相差近5倍之多;当平曲线半径R为1000m时,采用R?9的缓和曲线长度为111m,按视觉条件式要求为250m,也相差较多。由于回旋线形的缓和曲线能适应各种地形、地物条件,因此在选线、定线时,对圆曲线或直线都不能适应的地形、地物,可考虑采用回旋曲线的缓和曲线以达到目的。在高等级公路设计中,为了满足视觉和适应地形、地物的需要,采用的回旋线(即缓和曲线)与圆曲线长度之比为1∶1,即在平曲线长度中,圆曲线和回旋线长度